laboratorio hidraulica


LABORATORIO N°2
EL EXPERIMENTO DE REYNOLDS

MEDELLIN

2014




INTRODUCCION
Es importante conocer la estructura interna del régimen de un fluido en movimiento ya que esto nos permite estudiarlo detalladamente definiéndolo en forma cuantitativa.
Para conocer el tipo de flujo en forma cuantitativa se debe tener en cuenta el número de Reynolds.
Este análisis es importante en loscasos donde el fluido debe ser transportado de un lugar a otro. Como para determinar las necesidades de bombeo en un sistema de abastecimiento de agua, deben calcularse las caídas de presión ocasionadas por el rozamiento en las tuberías, en un estudio semejante se lleva a cabo para determinar el flujo de salida de un reciente por un tubo o por una red de tuberías.OBJETIVO GENERAL
Estudiar el comportamiento de los diferentes regímenes de flujo, en un conducto a presión, a partir de recrear el montaje original del experimento de Osbourne Reynolds
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Describir la apariencia de los tipos de flujo que existen, laminar, transición y turbulento.
Identificar el tipo de régimen de fluido que pasa a través de una tubería.
Aplicar losconceptos de la hidráulica de tuberías para obtener los resultados recreando el experimento de Reynolds
MARCO TEORICO
Los primeros experimentos del rozamiento en flujos de baja velocidad a través de tuberías fueron realizados en 1839 por Jean Louis Marie Poiseville y en 1840 por Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen. El primer intento de incluir los efectos de la viscosidad en las ecuaciones matemáticasse debió a Claude Louis Marie Navier en 1827 e, independientemente, a George Gabriel Stokes, quien en 1845 rfeccionó las ecuaciones básicas para los fluidos viscosos incompresibles. Actualmente se las conoce como ecuaciones de Navier-Stokes, y son tan complejas que sólo se pueden aplicar a flujos sencillos; como al de un fluido real que circula a través de una tubería recta. No se puede aplicar elteorema de Bernoulli porque parte de la energía mecánica total se disipa por rozamiento viscoso, provocando una caída de presión a lo largo de la tubería. Los experimentos realizados a mediados del siglo XIX demostraron que la caída de presión es proporcional a la velocidad de flujo, pero sólo para velocidades bajas; para velocidades mayores, la caída de presión era más bien proporcional alcuadrado de la velocidad. Este problema no se resolvió hasta 1883, cuando el ingeniero británico Osborne Reynolds demostró la existencia de dos tipos de flujo viscoso en tuberías. A velocidades bajas, las partículas del fluido siguen las líneas de corriente (flujo laminar). A velocidades más elevadas, surgen fluctuaciones en la velocidad del flujo, o remolinos (flujo turbulento), en una forma que nisiquiera en la actualidad se puede predecir completamente. Reynolds también determinó que la transición del flujo laminar al turbulento era función de un único parámetro, que desde entonces se conoce como número de Reynolds.

Reynolds determinó por medio de este experimento cuatro diferentes tipos de flujo, estos son:
Flujo laminar: El gradiente de velocidades es diferente de cero. El perfil develocidad es una curva de forma suave y el fluido se mueve a lo largo de líneas de corriente de aspecto aislado. Se denomina laminar porque aparece como una serie de capas delgadas de fluido (láminas) que se deslizan unas sobre otras. En el flujo laminar las partículas de fluido se mueven a lo largo de las líneas de corriente fijas y no se desplazan de una a otra. Este régimen se forma avelocidades bajas.
Flujo intermedio: es aquel que se da entre los flujos laminar y transicional, el flujo comienza a comportarse sinusoidalmente y a hacerse inestable.
Flujo transicional: El flujo se transforma en turbulento en un proceso llamado transición; a medida que asciende el flujo laminar se vuelve inestable por mecanismos que no se comprenden totalmente. Estas inestabilidades crecen y el...